【摘 要】
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光电子器件是一个光和电相互作用、相互交换能量的载体，其光谱特性和频谱特性存在十分密切的联系。相应的，对光电子器件的频谱分析具有有别于对传统电子器件的特点与内容。本文
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光电子器件是一个光和电相互作用、相互交换能量的载体，其光谱特性和频谱特性存在十分密切的联系。相应的，对光电子器件的频谱分析具有有别于对传统电子器件的特点与内容。本文的主要工作是围绕半导体光电探测器的拍频频谱分析和半导体激光器的超精细光谱分析展开的。
本文将拍频频谱分析技术用于高速光电探测器的小信号频率响应测试，提出了基于DBR可调谐半导体激光器的光外差频率响应测试系统。传统的微波矢量网络分析仪扫频测试方法依赖于电-光型参考标准，而该技术利用探测器光电响应的非线性，摆脱了对电-光型标准的依赖。并且，仅用一个DBR可调谐半导体激光器，就代替了传统光外差测试系统中的波长匹配度和稳定可调谐性要求苛刻的两个半导体激光器，使系统简化的同时增强了测试的稳定性。在此基础上，系统地分析了可能影响测试结果的主要误差来源，并提出了相应的校准方法。然后，与我们提出的改进型自发辐射谱拍频法进行了比较，实验表明，两种方法的测试结果在0～30GHz的频率范围内相当吻合，都具有很好的精确性。
波列被认为是构成光谱的基本单元，描述光源的光谱结构，需要了解波列的特性。可是由于受到条纹可见度观测方法的分辨能力限制，波列的特性尚未得到完整描述。本文从双光束空域干涉与时域干涉的同一性原理出发，提出了基于频率分割的双光束时域干涉实验，与传统的基于振幅分割的双光束空域干涉相比，将光域的条纹可见度观测转化为电域的拍频功率定量测量，分辨能力提高了近12个数量级。实验表明，同时辐射的波列之间的频率间隔是随机的。某个波列消逝倾向于激发同频率的下一波列，激发频率差别大的下一波列概率是很低的。波列的线宽小于1mHz，在1.55μm波长附近即是10-23m，这比DFB半导体激光器的典型线宽(10MHz)要低10个数量级。基于上述分析，使我们对波列某些方面的特性有了一定程度的了解，给出了唯像的频率域描述，对半导体激光器的超精细光谱结构有了点新的思考。
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